矿用无极绳绞车的改进设计

矿用无极绳绞车的改进设计 总第131期 doi:10.3969/j.issn.1005—2798.2010.08.034 矿用无极绳绞车的改进设计 张小玲 (焦作神华重型机械制造有限公司,河南焦作454000) 摘要:针对JWB55BJ矿用无极绳调速机械绞车梭车高度方向尺寸较大,难以通过井下截面较低巷道正反 风门这一难题,提出了梭车的改进设计,并验证了梭车滚筒的储绳量和安全性能. 关键词:无极绳绞车;梭车;改进 中图分类号:TD534文献标识码:B文章编号:1005.2798(2010)08.0078—02 1问题的提出 焦煤公司近两年购进了一些JWB55BJ矿用无 极绳调速机械绞车,该绞车是以钢丝绳牵引的轨道 运输设备,它由驱动装置,张紧装置,梭车,尾轮和轮 组等组成.主要用于井下工作面巷道和采区大巷实 现材料,设备及人员运输.特别适用于运输大型综 采设备,也可用于地面轨道运输. 绞车中的梭车,具有储存和固定钢丝绳的功能, 绞车使用中是靠钢丝绳来牵引矿车,平板车,材料车 的.一定的储绳量,是保证绞车输送距离的需要. JWB55BJ无极绳绞车的储绳量是1200m,为保证 这一储绳量,原设计的储绳轮直径为1200mm.大 直径的储绳轮,导致了梭车高度,宽度方向尺寸较 大,对于有些井下截面较低巷道,带来了梭车难以通 过正反风门的难题,限制了绞车的使用范围.为此, 决定对梭车进行改进设计. 2原梭车的结构和功能 原梭车如图1所示,主要由车架,紧绳装置,棘 爪装置,车轮组件,储绳轮等部件组成.梭车上安装 有一个可储存钢丝绳的储绳轮,作用是延伸或缩短 运距.收,放绳时先拔出固定销,手工摇转储绳轮, 钢丝绳逐渐缠绕于储绳轮上(钢丝绳逐渐脱离储绳 轮),满足要求后插入固定销.同时,为防止摇转储 绳轮时发生反转,梭车上还安装了一套棘轮机构. 车轮组件安装在车架底部,组成行走机构,起行走和 承载作用. 的整体高度. 新设计的梭车如图2所示,其特点在于,储绳轮 由一个变为两个后,储绳轮直径由原来的1200mm 减小为816mm,车架部分仅仅在长度方向增加了 450mm.为防止储绳轮发生反转,将棘爪装置也由 原来的一个增加为两个,分别安装在储绳轮的两侧. 1一车架;2一紧绳装置;3一棘爪装置;4一车轮组件;5一储绳轮 图l原梭车结构 1一车架;2一紧绳装置;3一储绳轮;4一车轮组件;5一棘爪装置 图2新梭车结构 3改进方案4验证 在不减少梭车储绳量的情况下,仅将车架少做 改动,把梭车的单储绳轮变成双储绳轮,以减少梭车 为了使新设计的储绳轮仍能满足原设计要求, 进行了详细计算. 收稿日期:2010-04-27 作者简介:张小玲(1965一),女,河南博爱人,师,从事煤矿机械设计与制造技术工作. 78 20l0耳8月张小玲:矿用无极绳绞车的改进设计第19畚第8期 1)储绳量.新设计储绳轮滚筒直径为 203mm,滚筒边缘(即储绳轮)直径为816mm,滚筒 宽为704mm,钢丝绳直径为22mm,704?22= 33.36,滚筒上每层钢丝绳最多可缠绕33圈. 钢丝绳在滚筒上缠绕到1,3,5,7…层时,缠绕 33圈;钢丝绳在滚筒上缠绕到2,4,6,8…层时,缠绕 32圈.钢丝绳在滚筒上缠绕l3层时,钢丝绳长度 为: Ll=3.14(225+301.4+377.8+454.2+530.6 +607+683.4)×33+3.14(263.2+339.6 +416+492.4+568.8+645.2)×32 =3.14×3179.4×33+3.14×2725.2×32 =603277.5mm 两滚筒缠绕的钢丝绳总长度为: L=2L1=2×603277.5mm=1206555mm =1206m l206m>1200m 新储绳轮的储绳量完全能够满足原设计的要求. 2)安全性能.根据《煤矿安全规程》第四百 二十条第一款要求:滚筒边缘高出最外1层钢丝绳 的高度,至少为钢丝绳直径的2.5倍. 该绞车所用钢丝绳直径为22mm,新储绳轮滚 筒边缘距钢丝绳最外缠绕层的高度为: h::55.3mm h/d=55.3/22=2.514 2.514>2.5 新储绳轮滚筒完全能满足《煤矿安全规程》要 求. 5结论 改进后的双储绳轮梭车,在保证整台绞车不做 大的改动的情况下,能够顺利通过井下截面较低巷 道正反向风门,扩大了JWB55BJ矿用无极绳调速机 械绞车的使用范围,并为其他无极绳绞车的改进提 供了思路. 『责任编辑:魏晋英] (上接第29页)围岩变形量大大地较低.同时,也可 以看出,窄煤柱宽取为5m时,顶底板变化量与平面 位移都达到了最小. 另外,锚杆本身具有极大的延伸率(如1),在 保持高阻力的同时,可适应围岩较大的变形,释放变 形能,减小载荷,维护效果良好. 表1高强螺纹钢锚杆力学性能 3结论 1)沿空巷道的布置应避开覆岩应力的峰值, 支护巷道宽度应小于危险点m+. 2)锚杆支护主动支撑,其本身所允许的极大 的变形率完全适应沿空巷道剧烈的变形,提高了围 (上接第77页)最大应力(包括(Or)和(or)) 几乎不变,表明就巷道围岩的稳定性而言,锚固长度 由600mm至1800mm(全长锚固)其性能相同,但 前者大大节省了锚固用树脂药卷量. 参考文献: [1]陶连金,王泳嘉.回采巷道锚杆支护[J].建井技 术,1998(1):21—24. 岩峰值强度与残余强度,提高了煤柱自身稳定性,释 放了变形能,对窄煤柱支护起到了非常好的支护作 用. 3)综合沿空巷道布置的研究与锚杆支护的充 分利用,初步确定沿空掘巷窄煤柱4,5m. 参考文献: [1]柏建彪,侯朝炯,黄汉富,等.沿空掘巷窄煤柱稳定性数 值模拟研究[J].岩石力学与工程学报,2004(20). [2]柏建彪,王卫军,侯超炯.综放工作面沿空掘巷围岩控 制机理及支护技术研究[J].煤炭学报,2000(5):478 — 481. [3]钱鸣高,石平五.矿山压力与岩层控制[M].徐州:中国 矿业大学出版社,2003. [4]陈科,柏建彪,朱琪.沿空掘巷小煤柱破坏规律及 合理宽度的确定[J].煤矿安全,2009(8). [责任编辑:魏晋英】 [2]贾颖绚,宋宏伟.土木工程中锚杆支护的研究现状与展 望[J].岩土工程界,2003(8). [3]陈东印.地下工程预应力锚杆支护数值模拟分析[D]. 青岛:山东科技大学,2005. [4]HobstL,ZajicJ.Anchoringinrockandsoil[M].New York:ElseverScientificPublishingCompany.1983. [责任编辑:魏晋英] 79